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Estou disponibilizando o conteúdo do site do ex-ZZ2LZH que estava hospedado no endereço zz2lzh/fm. É um artigo sobre transmissores de FM de pequeno porte, ideal para hobbystas, iniciantes e de quem gosta de radiofrequência. Acredito que o conteúdo faça parte de revista Saber Eletronica, com informações do nosso amado mestre Newton C. Braga.
Os esquemas de Transmissores de FM que estão neste artigo não precisam ser homologados como os transmissores de rádios comunitárias pois tem baixa potência. São vários circuitos eletrônicos simples e que você pode fazer em casa.
Pequenos transmissores FM
NÃO ME RESPONSABILIZO PELOS PROJETOS AQUI DESCRITOS, O SEU USO E MONTAGEM SÃO DE TOTAL RESPONSABILIDADE DOS EXECUTORES.
TRANSMISSOR DE ALERTA EM FM
CARACTERíSTICAS:
Alimentação: 6 V
Freqüência de operação: 88 a 108 MHz
Alcance: aprox. 100 M (versão básica)
A utilização deste alarme ou alerta é simples, podendo ser instalado em qualquer lugar onde haja necessidade de estabelecer vigilância, proteger ou monitorar algum fenômeno ou passagem de pessoas.
Quando for disparado, um sinal de rádio é enviado pelo espaço até um rádio comum de FM ligado numa freqüência livre. O rádio pode ficar a uma distância de até 100 metros (dependendo das condições de operação), eliminando a necessidade de fios entre os dois locais.
Ao ouvir o «apito» no rádio de FM, você saberá que o alarme foi disparado, podendo entrar em ação. A seguir, damos algumas sugestões simples de uso para este sistema que podem servir de amostra para o leitor interessado na sua montagem:
– Fazer a proteção de um carro estacionado na rua, sem fios de ligação. Se alguém abrir suas portas, o circuito será acionado e um sinal transmitido. Este sinal será captado no seu radinho portátil ou no rádio-relógio junto a sua cabeceira e as devidas providências poderão ser tornadas rapidamente.
– Em trabalhos de espionagem, o sinal emitido pode avisar o agente da aproximação de um inimigo ou de sua entrada num local visado. Mesmo que o agente inimigo detecte o transmissor, será muito difícil descobrir o receptor.
– O aparelho pode servir para avisar, ficando o interessado na captura à distância segura.
– Seu Clube de Eletrônica pode ter sua sede protegida contra a invasão de intrusos que serão detectados por sensores especiais descritos neste capítulo.
COMO FUNCIONA
A idéia básica deste alarme é simples. Trata-se de um pequeno oscilador de áudio ligado a um transmissor de FM. O transmissor fica permanentemente «no ar» de modo a facilitar a monitoração de seu funcionamento na condição de espera. A presença do sinal de alta freqüência ou portadora sem modulação também é interessante numa vigia, demorada, pois ele evita que o rádio fique «chiando», quando fora de estação.
O oscilador de áudio só será ativado se o sensor for disparado pelo intruso.
Uma sugestão de sensor simples é um fio que pode ser interrompido inadvertidamente pelo intruso. Outra possibilidade é um interruptor escondido e ativado pela abetura de uma porta ou pelo acionamento, de uma armadilha. Na figura 1, mostramos esses dois tipos de sensores, onde os pontos A, 13 e C se referem ao circuito da figura 2.
A alimentação do alarme será feita com 4 pilhas médias (ou 6 pilhas, para maior alcance). Para uso no carro, pode ser usado um redutor de tensão de 12 V para 9 V ou para 6 V com corrente de pelo menos 500 mA.
MONTAGEM
O diagrama completo do transmissor de alerta é mostrado na figura 2 e a placa de circuito impresso é mostrado na figura 3.
A bobina L1 consta de 3 ou 4 espiras de fio comum (22) enroladas num lápis como referência. O diâmetro aproximado da bobina auto-sustentada resultante é de 1 cm.
O trimmer CV pode ser plástico ou de porcelana e seu valor não é crítico. Tipos com capacitância máxima de 20 a 50 pF podem ser usados sem problemas, este componente faz o ajuste da freqüência de operação.
Os resistores são todos de 1/8 W ou maiores com tolerância de 5% ou mais. Os capacitores C3, C4 e C5, devem ser cerâmicos do tipo disco ou plate, de boa qualidade. Os demais tanto podem ser cerâmicos como de poliéster.
O transistor Q1 e um unijunção 2N2646 e não admite equivalentes. A posição de montagem deste ente na placa é importante, pois se for invertido o oscilador de áudio não funciona.
Para Q2 podem ser usados transistores de RF comuns como o BF494 ou BF495. Para maior alcance, com uma alimentação de 12 V pode ser usado o 2N2218 ou BD135 com o aumento da dissipação de R6 para 1 W. Estes transistores que têm disposições de terminais diferentes do original devem ainda ser montados em radiadores de calor.
A antena consiste num pedaço de fio rígido de 25 a 50 cm de comprimento. Uma antena telescópica também pode ser usada.
Para alimentar a versão original com 12 V a partir da bateria do carro, use um redutor de tensão como o mostrado na figura 4, onde o circuito integrado é o 7806 ou 7808, não sendo necesário o emprego de radiador de calor dada a pequena corrente exigida peloicircuito.
PROVA E USO
Para provar o sistema de alerta sem fio, basta, sintonizar um rádio de FM a uma distância de 2 a 5 metros numa freqüência em que não existam estações.
Coloque as pilhas no alarme e ajuste o trimmer CV até o sinal mais forte ser captado. Este sinal é uma espécie de «sopro» que tampa o chiado (ruído de chuva) existente entre as estações.
Quando sintonizar um sinal, para saber se é o mais forte, se afaste com o receptor. Se o sinal sumir, é porque você captou um sinal espúrio e não o fundamental (mais forte). Tente novamente até conseguir, Feito este ajuste, una os pontos A e B do alarme com um fio, deve haver a emissão de um forte apito.
Existem duas possibilidades de operação para o alarme:
Se você usar os terminais A e B, o alarme será disparado quando estes pontos forem unidos por uma ligação. Neste caso, podemos usar por exemplo um interruptor de pressão NA para provom car este disparo, um botão de campainha acionado por um peso, por exemplo. Nesta configuração, pode ser aproveitada a ligação do interruptor de luz de cortesia do carro. Para isso, mantenha os pontos A e 13 interligados e faça as conexões da forma mostrada na figura 5.
Usando os terminais B e C, o sistema será disparado pela interrupção dos fios que unem estes pontos. Neste caso, deve ser ligado um fio adicional entre os pontos A e B. O sensor pode ser tanto um interruptor do tipo normalmente fechado (NF) como um fio fino.
A interrupção do fio fino vai provocar o disparo do oscilador. Comprovado o funcionamento, é só fazer a instalação. A antena deve ficar longe de objetos metálicos para que a emissão do sinal seja eficiente. No carro, posicione a antena junto ao vidro.
Nota: para modificar o tom de áudio emitido altere o capacitor C1 ou então o resistor R1. O resistor R1 pode ser substituído por um trimpot de 100 kW em série com um resistor de 10 kW para ter um ajuste fino do tom de áudio.
Valores menores de C1 tornam o som mais agudo.
Se tiver dificuldades. em fazer o sinal mais forte cair na faixa de FM, altere o número de voltas da bobina L1 ou então a distância entre as espiras, afastando ou apertando-as.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
Q1 — 2N2646 – transistor unijunção
Q2 — BF494 ou BF495 – transistor de RF (2N2218 ou BD135 para alimentação de 9 ou 12 V)
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 — 33 kW
R2 — 560 W
R3 — 47 W
R4 — 5,6 kW
R5 — 4,7 kW
R6 — 100 W
Capacitores:
C1 — 47 nF – cerâmico ou poliéster
C2 — 4,7 nF – cerâmico
C3 — 4,7 pF – cerâmico
C4 — 100 nF – cerâmico
C5 — 2,2 nF – cerâmico
CV — trimmer – ver texto
Diversos:
L1 — bobina – ver texto
B1 — 4 pilhas médias ou grandes
A, B, C — bornes de ligação ou ponte de 3 terminais com parafusos. Placa de circuito impresso, suporte de pilhas, caixa para montagem, antena telescópica ou fio rígido, sensores, fios, solda, etc.
MONITOR DE EVENTOS SEM FIO EM FM
CARACTERISTICAS:
Tensão de alimentação: 6 V (4 pilhas)
Alcance: 50 metros (ou mais)
Faixa de freqüências de operação: 80 a 120 MHz
Tipo de sensor da versão básica: LDR (para luz)
Como vigiar uma porta à distância sem ser visto? Como detectar a ocorrência de um fenômeno físico ou químico sem estar no local? A solução está num transmissor monitor de eventos que envie algum tipo de sinal quando ocorrer o fenômeno que desejamos detectar.
Na aplicação básica, usamos um sensor de luz que permite detectar a presença ou movimentação de pessoas pela alteração do padrão de iluminação de um ambiente causada por sua presença.
Esta mesma versão pode ser usada na detecção de fenômenos químicos, por exemplo, os que turvem uma solução ou ainda algum tipo de fenômeno que altere a posição de um objeto ou diminua a luminosidade de uma lâmpada.
Estes fenômenos poderão ser monitorados através de um simples rádio de FM à distância e sem fio.
O agente secreto ou o detetive poderá usar este circuito para saber quando alguém entra ou sai de um local, ficando oculto em lugar seguro.
O pesquisador pode acompanhar uma experiência num local enquanto trabalha noutro.
O logista pode ser avisado, na sala do fundo, para onde leva seu receptor de FM, quando algum cliente entra na loja.
O princípio de operação do aparelho é simples, conforme sugere a figura 1.
Um sensor de luz controla um transmissor que produz bips que são irradiados para um receptor comum de FM a uma certa distância.
Qualquer alteração do padrão de iluminação ambiente é percebida pelo sensor que atua sobre o transmissor, alterando o ritmo dos bíps emitidos. Quem estiver perto do receptor perceberá imediatamente.
A freqüência e o intervalo entre os bíps são ajustados de modo a tomar a monítoração agradável, sem o problema de um som penetrante demais ou que perturbe o ouvinte encarregado do trabalho de monitoração dos eventos.
COMO FUNCIONA
O sensor usado é um LDR (Light Dependent Resistor ou Foto-resistor) um dispositivo cuja resistência elétrica depende da intensidade de luz que incide na sua superfície sensível de sulfeto de cádmio. No escuro, este componente tem uma resistência extremamente elevada, da ordem de milhões de ohms e esta resistência cai à medida que ele vai sendo iluminado, chegando a poucas centenas de ohms à luz do dia.
Este sensor, normalmente encontrado na forma redonda, pode ser montado num tubinho opaco com ou sem o uso de uma tente para obter maior sensibilidade e diretividade, veja a figura 2.
O LDR é ligado a base de um transistor de modo a controlar a freqüência de operação de um circuito integrado 555 na configuração de multivibrador astável.
Neste circuito, a freqüência dos pulsos produzidos é dada pelo valor de C1, pelos resistores R2 e R3 e pela resistência de Q1 determinada pelo LDR.
Conforme a quantidade de luz que incide no LDR, muda a resistência, entre o coletor e o emissor do transistor e com isso a freqüência em que o oscilador funciona. O trimpot P1 controla essa freqüência, ajustando-a de acordo com o nível de iluminação ambiente.
Assim, com a máxima iluminação ou iluminação normal do LDR, a tensão de base do transistor é baixa e a resistência entre o emissor e o cofetor também. Nestas condições, a freqüência do 555 é muito baixa, com a produção de bips bem espaçados.
No momento em que a luz sobre o sensor diminui, na passagem por exemplo, de uma pessoa que lhe faça sombra, a tensão na base do transistor sobe (a resistência do LDR aumenta) e o transistor vai conduzir mais intensamente, diminuindo a resistência entre o coletor e o emissor.
O resultado é um aumento na freqüência dos bíps produzidos pelo 555.
Na figura 3, temos um gráfico onde podemos observar que a frequência dos bips pode variar numa proporção de quase 10 para 1 entre o ponto de menor e maior iluminação do sensor.
Um LED ligado na saída de CI1 permite observar se o circuito está funcionando e inclusive, fazer o ajuste do ponto de início das oscilações, caso seja esta a maneira de operar desejada.
O sinal obtido na saída de CI1 não é realmente um bip, mas sim um pulso negativo de curta duração. Este pulso tem sua polaridade invertida para poder controlar um oscilador de áudio (CI2 ) que consiste noutro 555, conforme indicação dada na figura 4.
A freqüência do tom que este oscilador produz e portanto do bip é dada basicamente por C2. No entanto, podemos alterá-la sensivelmente se em lugar do resistor fixo R7 utilizarmos um trimpot de 100 kW em série com um resistor de 4,7 kW.
Na saída deste oscilador de áudio, já temos os bips intervalados, que podem ser monitorados com a ligação de um transdutor piezoelétrico (cápsula ceramica).
Para que os bíps sejam emitidos, utilizamos um transistor BF494 como oscilador de alta freqüência, operando na faixa de FM, ou ainda na faixa de VHF.
A freqüência de operação deste transistor é determinada por L1 e CV e como antena pode ser usado um pedaço de fio rígido de 20 a 80 em, ou/ mesmo uma antena do tipo telescópico.
O BF494 não é um transistor potente, proporcionando neste transmissor um alcance da ordem de 50 metros. Para uma emissão mais potente (figura 5) podemos alterar o circuito da seguinte maneira:
Usando um 2N2218 podemos alimentar o circuito com 12 V sem alterações e usando um BD135 ou BD137 podemos alimentar o circuito com 9 ou 12 V reduzindo R11 para 56 W x 1 W.
Com estas duas alterações, o alcance do circuito pode ir a mais de 1 km em local livre de obstáculos, mas o consumo também aumenta fícando inviável o uso de pilhas: deve ser empregada fonte ou bateria.
MONTAGEM
Começamos por dar o diagrama completo do transmissor na figura 6. A montagem numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 7.
Para maior segurança na utilização dos circuitos integrados sugerimos que estes componentes sejam instalados em soquetes DIL.
Os transistores Q1 e Q2 são NPN de uso geral, admitindo qualquer equivalente. Para a versão básica Q3 pode ser o BF494 ou o BF495, mas para as versões de maior alcance podemos usar o 2N2218 ou ainda o BD135.
O LDR pode ser do tipo redondo de 1 cm, mais facilmente encontrado, podendo ser retirado de televisores abandonados que usam este componente como controle automático de brilho. O capacitor C1 é um eletrolítico para 12 V ou mais e os demais capacitores devem ser cerâmicos tipo disco ou plate. Apenas C2 também pode ser de poliéster.
O trimmer CV pode ter valores máximos entre 20 e 50 pF não sendo crítico. Os tipos plásticos ou com base de porcelana podem ser empregados sem problemas. A bobina L1 consiste em 4 voltas de fio 22 comum ou esmaltado em fôrma de 1 cm de diâmetro sem núcleo.
O LED de monitona do funcionamento, assim como o transdutor cerâmico o opcionais. Para as pilhas deve ser usado um suporte apropriado.
O fio de conexão do aparelho ao LDR pode ser longo com até 5 metros de comprimento e não precisa ter blindagem. Desta forma será mais fácil instalar o sistema com o transmissor num lugar mais favorável.
A fixação do transmissor em local alto de modo que a antena não tenha obstáculos para a emissão proporciona maior alcance. Todo o conjunto caberá com facilidade numa pequena caixa de plástico ou madeira.
PROVA E USO
A prova de funcionamento deve ser realizada com a ajuda de um receptor de FM (ou VHF) que sintonize a freqüência de operação escolhida. Este receptor deve ser posicionado em frequência livre a uma distância de 3 a 5 metros do transmissor.
Ligamos então o monitor de eventos e ajustamos inicialmente P1 para que o LED comece a piscar em intervalos regulares não muito rápidos. Ele pode ser obscurecido com algum objeto em sua frente para esta finalidade. Um transdutor cerâmico ligado na saída do 555 deve emitir bíps intervalados. Se não tiver um transdutor, ligue a entrada de um amplificador neste ponto, para esta prova.
Se o transdutor não for usado, ajuste CV até que o sinal seja captado pelo receptor. Procure sempre o sinal mais forte.
Quando encontrar o sinal, retoque sua sintonia no receptor e afaste-se de modo a verificar o alcance. Se o sinal sumir logo, é porque você sintonizou uma harmônica. Refaça a sintonia até obter o maior alcance.
Comprovado o funcionamento, instale o aparelho e ajuste P1 de modo que fiquem claras as variações dos bips com a passagem de pessoas ou com a ocorrência dos eventos que devem ser monitorados. Verifique este funcionamento passando a mão diante do sensor de modo a fazer sombra.
O sensor deve ficar apontado para a direção em que as variações de luz ocorrem como evento (passagem de pessoas, por exemplo) que deve ser detectado.
Depois, é só ficar atento ao receptor. Qualquer modificação do padrão dos bips como uma súbita mudança de velocidade indica que alguém está no local do sensor ou está passando diante dele. Na figura 8, temos um exemplo de como o sensor pode ser usado numa passagem para detectar pessoas. Veja que não é preciso usar fontes de luz, pois a própria iluminação do ambiente é suficiente para que o sensor detecte as vadações causadas pela entrada de uma pessoa. Instalado num tubo opaco, este circuito detecta a entrada e saída de uma pessoa, podendo ser usado em lojas.
LISTA DE MATERIALSernicondutores:
CI1, CI2 — 555 – circuitos integrados – timer
Q1, Q2 — BC548 ou equivalentes – transistores NPN de uso geral
Q1 — BF494 (ou 2N2218) – transistor NPN de RF LED- LED vermelho comum
Resistores:(1/8 W, 5%)
R1, R5, R8 — 10 kW
R2, R3 — 4,7 kW
R4. R6 — 1 kW
R7 — 15 kW
R9 — 8,2 kW
R10 — 5,6 kW
R11 — 100 W
P1 — 100 kW – trimpot ou potenciômetro
Capacitores:
C1 — 22 mF x 12 V – eletrolítico
C2, C4 — 22 nF – cerâmicos ou poliéster
C3 — 10 nF – cerâmico
C5 — 5,6 pF – cerâmico – ver texto
C6 — 100 nF – cerâmico
CV — trimmer – ver texto
Diversos:
LDR — LDR redondo de 1 cm comum
BZ — transdutor cerâmico – opcional
L1 — Bobina – ver texto
S1 — Interruptor simples
B1 — 6 V (4 pilhas pequenas ou médias) ou 12 V com o 2N2218 (bateria ou fonte) Placa de circuito impresso, suporte para pilhas, fio rígido para a antena, fios de ligação para o sensor, tubo para o LDR, caixa para montagem, etc.
IMPROVISANDO C5 Tendo dificuldades para obter o capacitor cerâmico C 5, existe uma alternativa simples para fabricá-lo em casa. Como não se trata de componente crítico, valores entre 2pF e 6 pF podem ser usados. Assim, podemos improvisá-lo com dois fios enlaçados, porém sem ligação de um ao outro, conforme ilustra a figura 9.
OUTROS TIPOS DE SENSORES
Variações de temperatura podem ser detectadas com a substituição do LDR por um NTC ou PTC que tenha uma resistência da ordem de uns 10 kW. Desta forma, podemos saber quando a temperatura de um local aumenta ou diminui por exemplo, na ocorrência de uma reação química ou quando um animal de sangue quente deita-se num local vigiado.
TRANSMISSOR PARA MONITORIA DE EVENTOS
CARACTERíSTICAS:
· Alimentação circuito: 3 a 12 V
· Alcance: aprox. 500 metros
· Faixa: FM
· Freqüência de operação: 88 a 108 MHz
A monitoria de eventos à distância e sem fio, é um problema que pode preocupar muitos pesquisadores, investigadores e mesmo o leitor diante de um problema específico.
Como saber se uma armadilha distante foi disparada ou quando uma gota de água cal num sensor dando início a algum processo, ou ainda quando uma pessoa ou um animal atuam sobre um sensor, entrando indevídamente num local?
Estes problemas, aparentemente simples, podem se tornar complicados se o local a ser vigiado não puder serconectado via fio ao local em que o vigilante deve ficar, não permitindo uma observação direta. No entanto, a Eletrônica pode oferecer uma solução não muito difícil de ser implementada, com um transmissor de eventos como o apresentado neste artigo.
Descrevemos um transmissor, cujo alcance pode variar de 50 a 500 metros; e que emite um bip quando determinados tipos de sensores são ativados, avisando um pesquisador distante da ocorrência de um evento. Diversos são os tipos de sensores que podem ser utilizados neste transmissor, o que torna sua gama de utilizações um pouco diferente do outro transmissor descrito neste livro:
– Sensor de água – o disparo ocorre quando o sensor é atingido ou deixa de ser atingido pela água. Podemos usar esta versão para monitorar a subida ou descida do nível de água de um reservatório, a chegada da água a um ponto de irrigação, vazamentos ou mesmo o início da chuva num local. O sensor neste caso pode ser um simples par de fios ou duas telas de arame separadas por um pedaço de tecido poroso seco com um pouco de sal.
– Sensor de posição – temos diversas opções, que permitem detectar movimentos, passagem de animais, abertura ou fechamento de portas e janelas, disparo de armadilhas, etc. O sensor pode ser um interruptor de lâminas, uma chavinha NA ou qualquer outro conforme a aplicação.
– Sensor de luz – temos o disparo do circuito quando um flash de luz incide no sensor ou quando a luz incidente nesse sensor é cortada. Ele pode ser usado para detectar a entrada de intrusos num local (quando uma luz é acesa ou uma lanterna é focalizada) ou ainda a passagem por um corredor ou porta pelo corte de um feixe de luz.
– Sensor de temperatura – temos o disparo do circuito quando a temperatura ultrapassa certo valor, subindo ou descendo, o que permite a detecção de fogo, de processos químicos em início, etc.
– Outros sensores – pêndulos, reed-swítches e outros podem ser usados para disparar este círcuito, permitindo sua utilização na monítoría dos mais diversos tipos de eventos.
COMO FUNCIONA
Na figura 1, temos o diagrama de blocos deste transmissor, a partir do qual faremos a análise de seu princípio de funcionamento.
O primeiro bloco consiste num multivibrador monoestável que é ativado pelo sensor escolhido. A finalidade deste circuito é produzir um pulso de duração constante, independentemente do tempo que o sensor é ativado, o que é importante no caso dos sensores de ação rápida.
A duração deste pulso pode ser ajustada entre alguns segundos até mais de 5 minutos, em função da posição de P1 e do valor escolhido para P1. Um tempo longo pode ser importante para o caso do receptor não ficar permanentemente ligado esó for ativado de tempos em tempos.
O disparo do monoestável ocorre quando o pino 2 do CI1 (um 555) é levado a uma tensão que corresponda a aproximadamente 1/3 da tensão usada na alimentação. Em suma, para termos o disparo, devemos baixar a resistência entre X1 e X2 de tal modo que ela chegue a pelo menos metade de Rx.
Veja que Rx deve ser escolhido de acordo com o sensor, de modo que, no momento quando ocorrer o disparo, a resistência do sensor corresponda a 1/2 de Rx.
Para um sensor de água, por exemplo, usamos para Rx um valor alto, na faixa de 100 kW a 1 MW. Já para um LDR sob condições de eliminação forte, Rx pode ficar entre 22 kW e 47 kW e para um interruptor simples, esse valor pode ficar entre 4,7 kW e 47 kW.
Já um sensor pouco sensível, como por exemplo, um diodo para detectar luz ou temperatura, deve utilizar um resistor cujo valor vai estar entre 1 MW e 3,3 MW para Rx.
Para maior facilidade de ajuste, o resistor Rx pode ser substituído por um potenciômetro de mesmo valor, em série com um resistor que tenha aproximadamente 1/20 de seu valor, mas que não seja nunca inferior a 1 kW.
O monoestável descrito controla um oscilador astável, também com base num circuito integrado 555, que corresponde ao segundo bloco do aparelho.
Neste oscilador, a freqüência de operação é ajustada por P2, mas tem seu valor médio determinado por C3.
Uma possibilidade interessante de uso para o circuito do segundo bloco é reunirmos ao equipamento recursos de telemetria.
Neste caso, ligamos um segundo sensor resistivo, em lugar de P1/R2. Podemos usar um LDR, um NTC ou PTC ou simplesmente um par de fios para medir a condutividade de uma solução.
O resultado é que, com o disparo do transmissor, o oscilador entra em ação produzindo um tom, cuja freqüência seja ajustada em P2 (freqüência fixa) ou dependa de uma segunda grandeza a ser monitorada pelo sensor, como por exemplo, uma temperatura, uma intensidade de luz ou uma concentração de solução química.
Bastará então ter o receptor conectado à entrada de um frequencímetro para que seja possível, pelo tom emitido, determinar o valor da grandeza atuante sobre o sensor do astável.
O sinal gerado pelo astável está na faixa de 500 a 5.000 Hz,(dependendo do ajuste e do valor de C3, além das características do sensor) e serve para modular o terceiro bloco do aparelho que consiste no transmissor.
O transmissor empregado é do tipo mais simples, operand6 na faixa de FM, o que permite a utilização de um rádio comum para esta faixa na recepção. No entanto, num caso de faixa congestionada ou numa aplicação mais crítica pode ser usada a faixa de VHF. Outra possibilidade consiste em empregar um transmissor mais potente de ondas curtas ou mesmo VHF com controle de freqüência por meio de cristal.
Damos duas versões básicas para o circuito que com tensões diferentes de alimentação resultam em 4 faixas de alcance.
Assim, com o BF494 podemos ter alimentações de 3 a 6 V e o alcance pode ficar entre 50 e 200 metros. Para o 2N2218 temos a possibilidade de alimentar o aparelho com tensões de 9 a 12 V e seu alcance estará entre 100 e 500 metros. Os valores de R4, R5 e R6 são escolhidos conforme a tensão e o transistor usado a partir da seguinte tabela:
A antena poderá ser do tipo telescópico ou, ainda um pedaço de fio rígido de 30 a 80 cm (maior antena também significa maior alcance, mas acima de 1 metro podem ocorrer instabilidades de funcionamento).
A ligação da antena numa tomada da bobina visa um melhor casamento de impedância entre ela e o circuito, reduzindo assim, as instabilidades que possam ocorrer com a aproximação de objetos, pessoas ou animais.
MONTAGEM
O diagrama completo do transmissor é mostrado na figura 2.
Observe que temos valores diferentes para alguns componentes de acordo com a tensão de alimentação. Para o caso de menos de 3 V de alimentação será interessante optar pela versão CMOS do 555 (7555) que opera melhor com baixas tensões, pois algumas versões do 555 comum podem ter dificuldades de operar neste caso.
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.
Para maior segurança, sugerimos que os circuitos integrados sejam instalados em soquetes DIL. Para a versão de 12 V o transistor O1 precisará de um pequeno radiador de calor, pois tenderá a operar com um certo aquecimento.
Os resistores são de 1/8 W ou mais e os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho um pouco maior do que a usada na alimentação. Os demais capacitores podem ser cerâmicos ou de poliéster, conforme indicações da lista de material. A bobina L1 é formada por 4 voltas de fio comum 22 ou esmaltado de 18 a 22 em fôrma de 1 cm de diâmetro sem núcleo. Uma tomada para a ligação da antena é feita na segunda ou terceira espira (faça experiências para encontrar o ponto de maior estabilidade e rendimento).
O trimmer CV pode ter capacitâncias máximas na faixa dos 20 aos 50 pF e não é crítico. Os tipos de porcelana ou plásticos podem ser usados, devendo ser realizadas as devidas alterações na placa em função das suas dimensões.
A escolha da fonte de alimentação depende da utilização e existem para isso diversas possibilidades:
a) Monitoria com curto alcance por tempo também curto (até 20 minutos ou meia hora) – usar duas ou quatro pilhas pequenas (versão de 3 ou 6 V).
b) Monitoria de curto alcance com maior tempo de vigia (até 3 ou 4 horas) – usar pilhas médias ou grandes (versão de 3 ou 6 V).
c) Monitoria com muito tempo de vigia e curto alcance – usar fonte de alimentação de 3 ou 6 V com 250 mA pelo menos e boa filtragem.
d) Monitoria de longo alcance por curto íntervaio de tempo – usar de 6 a 8 pilhas médias ou bateria recarregável de 9 a 12 Volts.
e) Monitoria de longo alcance por longos intervalos de tempo – usar bateria de carro ou então fonte de alimentação de 9 a 12 V com pelo menos 500 mA de capacidade.
OS SENSORES
Damos a seguir algumas sugestões de utilização do transmissor com os diversos tipos de sensores empregados:
1. Sensor de Contato
Este pode ser de diversos tipos, como por exemplo, um interruptor de pressão acionado por um peso, um sensor de pêndulo ou ainda um reedswitch que será acionado pela passagem ou presença de um ímã nas proximidades.
Na figura 4, damos algumas possibilidades de uso para este sensor em que o resistor Rx pode ter valores entre 4,7 kW e 47 kW.
Podemos usar esta configuração para detectar o fechamento de armadilhas, abertura e fechamento de portas, movimento de objetos, bóias. Q sensor pode ficar distante do transmissor não havendo necessidade de fazer sua interligação com fios blindados.
2. Sensor de Água
Para esta configuração, temos as sugestões mostradas na figura 5.
As duas primeiras utilizações tem como sensores fios comuns com as pontas descascadas de uns 5 a 20 cm e separados por uma distância de 2 a 5 cm, operando pelo contato com a água.
Num circuito, temos o disparo com a chegada da água e na outra versão, quando o sensor deixa de ter contato com a água.
O terceiro sensor é para a ausência de água. Neste caso, lembramos que o circuito vai disparar somente quando o sensor secar. A mesma versão de dois fios separados também pode ser usada para acusar a umidade do solo. Um aumento de sensibilidade para eventos que ocorrem num intervalo de tempo muito curto é obtido com o circuito da figura 6.
Neste caso, temos a operação monoestável independentemente do tempo em que o sensor for ativado. Podemos usar este circuito para detectar por exemplo, a passagem de uma onda.
3. Sensor de Luz
O sensor no caso é um LDR e a escolha de Rx depende da sensibilidade desejada em função do nível de iluminação ambiente. O circuito para variações muito rápida (flashes) ou passagem de sombra é mostrado na figura 7.
Para o caso de desejarmos uma operação monoestável, onde a luz aparece e desaparece por intervalos longos, mas desejamos a emissão apenas de um bip curto na ocorrência do evento, temos o circuito da figura 8.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
CI1, CI2 — 555 – circuitos integrados – timers
Q1 — BF494 ou 2N2218 – transistor NPN de FkF
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1, R2 — 10 kW
R3 — 4,7 kW
R4, R5, R6 — valores conforme a versão – ver tabela
P1, P2 — 100 kW – trimpot
Rx – ver texto
Capacitores:
C1 — 10 a 100 mF x 12 V- eletrolítico
C2, C4 — 10 nF- cerâmicos
C3 — 100 nF – cerâmíco
C5 — 10 nF – cerâmico
C6 — 4,7 nF- cerâmico
C7 — 4,7 pF- cerâmico
C8 — 100 nF – cerâmico
Diversos:
L1 — Bobina – ver texto
CV — 2-20 a 5-50 pF- trirrimer
S1 — Interruptor simples
B1 — 3 V a 12 V – conforme versão – ver texto
Placa de circuito impresso, soquetes para os circuitos integrados, caixa para montagem, suporte de pilhas, sensores, fios, antena, etc
Este circuito não deve ser usado para detectar a ocorrência de variações lentas ou suaves da luz, como por exemplo, o pôr-do-sol, pois ele não dará resposta alguma.
É conseguida maior diretividade na operação do circuito com a instalação do LDR num tubo opaco, eventualmente com uma lente convergente na sua frente.
4. Sensor de Temperatura
Para esta aplicação, podemos usar um NTC, um PTC ou ainda um diodo, nas configurações mostradas na figura 9. Para o NTC, o potenciômetro de ajuste deve ter um valor aproximadamente três a quatro vezes maior que a resistência do sensor na temperatura de acionamento do circuito. No entanto, a menor resistência para um NTC neste circuito é de 5 kW. Para o transistor ou diodo usados como sensor, o potenciômetro tem um valor entre 470 kW e 1 MW.
5. Outros sensores
Um pedaço de esponja condutora (do tipo usado em embalagem de circuitos integrados sensíveis) pode ser usada para detectar pesos, servindo desta maneira para monitorar o enchimento de um pequeno recipiente, observe a figura 10.
Um LDR com uma fonte de luz adicional pode servir para provocar o disparo do sistema e aviso remoto quando uma solução que se encontra num recipiente se tornar turva numa reação química. Observe que nestes dois casos hão temos o disparo monoestável, mas sim, a atuação direta sobre o circuito. ,É claro que sensores de pressão e outros tipos de uso mais específico podem ser usados com este aparelho.
CONCLUSÃO
O leitor da área de pesquisas certamente encontrará muitas utilidades para este equipamento. Mantendo o aparelho montado de forma independente, ele pode ser útil em trabalhos de pesquisa operando com os mais diversos tipos de transdutores.
AJUSTES
Os únicos ajustes importantes que devem ser feitos são os relativos à freqüência de operação em CV e que podem ser feitos com a ajuda de qualquer receptor para a faixa desejada, do tom a ser produzido quando no disparo em P2 e do tempo de acionamento em P1.
ESPIÃO DE FM
CARACTERÍSTICAS:
· Tensão de alimentação: 110/220 V
· Alcance: 50 metros (tip)
· Consumo: menor que 2 W
· Faixa de freqüências de operação: 88-108 MHz
· Número de transistores: 1
Existem milhares de dispositivos eletrônicos que podem ser usados em espionagem, mas sem dúvida, o mais popular e mais procurado é o microfone espião sem fio. As versões mais populares são as alimentadas por pilhas, neste livro, apresentamos alguns exemplos.
O espião sem fio proposto neste artigo consiste num transmissor, que não precisa de pilhas pois é alimentado pela rede de energia podendo ficar permanentemente ativo, opera na faixa de FM tendo um alcance da ordem de 50 metros.
O microfone é sensível o bastante para captar as conversas em voz normal num raio de 3 metros; e todos os componentes utilizados são fáceis de obter.
O consumo de energia do transmissor, por outro lado, é muito baixo, podendo ficar permanentemente ligado sem que se note aumento na conta de energia elétrica.
COMO FUNCIONA
A redução da tensão da rede de energia para um valor entre 3 e 6 V necessários a alimentação do circuito éfeita por meio de uma fonte sem transformador, para maior simplicidade e capacidade. Como
o consumo de corrente é baixo, podemos fazer isto com facilidade usando um capacitor de poliéster (C1) de modo a atuar como um redutor.
A tensão reduzida em C1 é retificada pelo diodo D1 e depois filtrada por C3 e C4 que, em conjunto com R2, formam um filtro em PI. Este tipo de filtro é importante para que roncos da rede de energia não se sobreponham ao sinal transmitido.
Isso significa que após D1, já na saída da fonte, temos uma tensão contínua entre 3 e 6 V que vai ser usada para alimentar o circuito do transmissor.
É importante que o montador verifique esta tensão no seu projeto, pois ela depende da tolerância dos componentes. Se estiver abaixo de 3 V, devemos aumentar o valor de C1, ligando em paralelo outros de mesmo valor. Valores de até 1 mF podem ser usados para isso. O importante é não deixar que a tensão supere os 6 V.
O setor do transmissor tem por base um transistor BF494 ou BF495 que funciona como um oscilador de alta freqüência operando na faixa de FM. Este transistor vai ser responsável pelo sinal que, aplicado à antena, resulta nas ondas de rádio.
O resistor R6 determina a corrente de operação e eventualmente pode ser reduzido um pouco para aumentar o alcance. No entanto, o valor mínimo recomendado para este componente é 47 W.
A modulação é feita por meio de um microfone de eletreto de dois terminais que via C6. é ligado à base do transistor, Desta forma, os sinais do microfone atuam sobre a polarização do transistor, O resultado é que esta polarização faz com que a freqüência do transmissor mude levemente com os sons, sendo obtida a desejada modulação em freqüência. A finalidade de R3 é polarizar o microfone, pois possui um transistor de efeito de campo amplificador interno. Valores na faixa de 1 kW a 10 kW podem ser experimentados nesta função.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
Q1 — BF494 ou BF495 – transistor de RF
D1 — 1 N4004 – diodo de silício
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 — 2,2 kW
R2 — 100 W
R 3 — 4,7 kW
R4 — 10 kW
R5 — 6,8 kW
R 6 — 82 W
Capacitores:
C1 — 470 nF a 1 mF – capacitor de poliéster para 250 V ou 400 V – ver texto
C2, C7 — 10 nF – cerâmicos
C3, C4 — 1.000 mF x 16 V – eletrolíticos
C5, C6 — 100 nF – cerâmicos
C8 — 4,7 pF ou 5,6 pF – cerâmico
CV — trimmer – ver texto
Diversos:
MIC — microfone de eletreto de dois terminais
L — bobina – ver texto
F1 — 200 ou 250 mA – fusível
A — antena – ver texto
Placa de circuito impresso, caixa plástica para a montagem, fios, suporte de fusível, solda, etc.
MONTAGEM
Na figura 1, temos o diagrama completo do transmissor. A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso, que deve ser bem compactada, é mostrada na figura 2A placa de circuito impresso pode ser instalada numa caixinha plástica do tipo usado para eliminadores de pilhas que já possui os pinos do plugue e se encaixa em qualquer tomada, conforme a figura 3.
Os furos de ventilação da caixa são aproveitados para fixação do microfone de modo a permitir a entrada dos sons captados. Isso significa que o microfone fica invisível e a caixa, mesmo se observada, não despertará muitas suspeitas.
O capacitor C1 é o único componente crítico desta montagem. Para a rede de 110 V, ele deve ser de poliéster com valores entre 470 nF e 1 mF com tensão de trabalho de pelo menos 250 V.
Para a rede de 220 V experimente valores entre 220 nF e 470 nF com tensões de trabalho dê pelo menos 400 V.
Os demais capacitores são eletrolíticos ou cerâmicos conforme indicações de lista de materiais. Os resistores são de 1/8 W com 5% ou mais de tolerância.
O trimmer CV pode ser de base de porcelana ou plástico, sendo que para este último, os furos devem ter suas posições alteradas na placa de circuito impresso. Os valores podem ficar entre 2-20 e 5-50 pF
A bobina L1 é formada por 4 espiras de fio comum 22 ou esmaltado grosso (de 18 a 24) sem fôrma, com diâmetro de 1 cm aproximadamente. A tomada para a antena é feita na segunda espira.
Para o transistor pode ser usado o BF494, BF495 ou equivalentes como o 2N2222 e mesmo o 2N2218. Para este último transistor, C1 pode ser aumentado de modo a poder alcançar maior potência, elevando com isso a tensão para até 9 V.
O microfone de eletreto de dois terminais precisa ter sua polaridade observada na ligação, pois se for invertido, o aparelho não funciona.
A antena consiste num pedaço de fio rígido esticado em posição vertical de 20 a 80 cm de comprimento. Para a proteção do circuito, usamos um pequeno fusível de 200 mA que deve ficar dentro da caixinha.
PROVA E USO
Para provar o aparelho, basta ligá-lo numa tomada e depois colocar nas proximidades um receptor de FM sintonizado numa freqüência livre entre 88 e 108 MHz. O receptor deve ficar a ‘uma distância de 2 a 3 metros do
transmissor.
Com uma chave de plástico ou madeira, ajuste CV do transmissor para captar o sinal mais forte no receptor. Mais de um sinal pode ser captado, mas sempre haverá o que corresponda à freqüência fundamental e seja mais forte. Um apito no altofalante do receptor indica quando o sinal é sintonizado. Para eliminar o apito, abaixe o volume do receptor.
Para usar o aparelho é só sintonizá-lo e deixar no local em que se pretende fazer a escuta preferivelmente oculto, encaixando-o numa tomada.
Seu posicionamento deve ser tal, que ele não fique a mais de 3 metros das pessoas que estão conversando. Evite a presença de objetos de metal de grande porte nas proximidades do transmissor e encostar na antena, conforme sugere a figura 4.
ALARME SEM FIO EM FM
CARACTERÍSTICAS:
· Tensão de alimentação: 12 V (transmissor) e 6 V (receptor)
· Faixa de freqüências: 88 a 108 MHz
· Freqüência de modulação: 2,4 kHz (aprox.)
· Alcance: 50 m (tip)
· Filtro: PLL (567)
Muitas pessoas, por motivos diversos,deixam seus carros pernoitar na rua, ficando sujeitos a ocorrências de roubos. A proteção do veículo nestas condições normalmente é feita por meio de um alarme convencional que, além de não poder ser neutralizado, em caso de um disparo acidental, gera um incômodo muito grande, pois o barulho pode acordar muitas pessoas e o proprietário tem de levantar e ficar exposto a perigos.
O sistema proposto pode ser interessante para a proteção de veículos na rua, durante à noite. Trata-se de um sistema de alarme temporizado sem fio que através de um transmissor envia diretamente para um receptor um sinal e depois desliga automaticamente.
O envio do sinal é feito na faixa de FM, numa freqüência livre, sendo recebido por um rádio-relógio comum com pequena adaptação. A adaptação consiste no acréscimo de um jaque para ligação de um sistema de disparo e tem dupla finalidade.
A primeira é evitar o chiado que normalmente existe num receptor sintonizado fora de estação e que está na condição de espera ou ainda recebendo um sinal sem modulação, como neste caso.
A segunda é passar o sinal por um filtro de modo que sinais indesejáveis como ruídos atmosféricos, interferências provocadas pela passagem de veículos, possam causar o disparo errático do alarme.
O sistema transmissor na condição de espera tem um consumo de energia muito baixo, podendo desta forma, ficar ligado a noite inteira sem comprometer a bateria do carro.
COMO FUNCIONA
O sistema é formado por duas unidades, uma transmissora e outra receptora, cujos diagramas de bloco são mostrados no Diagrama de Blocos abaixo:
Analisemos em primeiro lugar o funcionamento da unidade transmissora instalada no automôvel que deve ser protegido.
A abertura de portas, quebra-vento ou capô vai provocar o acionamento de chaves de disparo que aterram momentaneamente a entrada de um monoestável com base num circuito integrado 555.
Neste circuito, a temporização vai determinar a duração do pulso de saída dada por R2 e CV Para os valores escolhidos, temos um tempo de acionamento da ordem de 5 minutos, mais do que suficiente para acordar e alertar o dono do veículo sob condições normais.
O tipo de acionamento com o aterramento momentâneo da entrada do CI1 permite que a própria chave que aciona a luz de cortesia, quando as portas são abertas, seja usada no disparo. A ligação em paralelo permite que tantas chaves quantas o feitor desejar sejam colocadas nos pontos a serem protegidos num carro.
O multivibrador monoestável com base no 555 aciona um oscilador de áudio com base em outro circuito integrado 555, mas agora operando na configuração astável.
Os resistores R 3 e R4 e o capacitor C5 deste oscilador fixam sua freqüência de operação em torno de 2,4 kHz.
O tom de áudio gerado por esta etapa serve para modular um pequeno trasmissor de FM que fica em funcionamento permanente.
A operação permanente do transmissor quando o sistema é ativado facilita a localização de seu sinal e ajuste do receptor.
Somente com a ativação das etapas anteriores o transmissor recebe a modulação, passando a transmitir um tom de áudio de 2,4 kHz e que será recebido pelo receptor.
Na versão básica, o transmissor tem por base um BF494, mas sua troca por um 2N2218 ou mesmo um BD135 com a redução de R7, para 56 W, permite que o alcance seja aumentado para 200 metros ou mais.
Observamos que o alcance depende não só da potência do transmissor como também da eventual existência de obstáculos, como por exemplo, lajes ou estruturas de metal no percurso do sinal
que possam bloquear ou atenuar os sinais, veja a figura 2.
O receptor para o alarme é simplesmente um rádio de FM comum, preferivelmente um rádio-relóglo de cabeceira, pois sua alimentação é feita a partir da rede de energia e sua localização faz dele uma opção mais favorável.
O sinal é retirado do alto-falante. Para ostipos que possuam uma saída para fone, bastará conectar a unidade de disparo a este ponto do circuito. Para os que não possuam este recurso, devemos adaptar um jaque do tipo «circuito fechado». Este jaque, conforme sugere a figura 3, desliga o alto-falante do rádio quando o plugue é introduzido.
O sinal de áudío é aplicado à entrada de um sensível filtro PLL com base no circuito integrado NE567, justamente sintonizado na freqüência de áudio que modula o transmissor. O trimpot P1 fazesta sintonia.
Assim, quando o sinal for recebido pelo transmissor, a modulação de áudio de 2,4 kHz aparece na entrada do filtro PLL sendo reconhecida. Com isso, a saída do NE567 vai ao nível baixo, ativando o LED e ao mesmo tempo disparando o oscilador de áudio formado pelos transistores Q2 e Q3.
O disparo ocorre quando a saída de base de Q1 vai ao nível baixo (OV) fazendo com que o transistor conduza, polarizando Q2 via R7. Este resistor (R7) em conjunto com C6 determina a tonalidade do tom gerado pelo oscilador. Valores na faixa de 22 nF a 100 nF podem ser experimentados e para R 7 podem ser usados resistores entre 33 kW e 100 kW.
O alto-falante usado no circuito só entra em ação quando o oscilador é ativado de modo a termos silêncio total na condição de espera. Nessas condições, a corrente exigida pelo circuito todo é muito’baixa.
O circuito é alimentado por uma fonte simples de baixo consumo e dependendo das condições podem até ser usadas pilhas médias.
MONTAGEM
Na figura 4, damos o diagrama completo do transmissor do alarme, que deve ser instalado no interior do veículo, e alimentado por sua bateria.
A disposição dos componentes do transmissor numa placa de circuito impresso é mostrada na figura abaixo.
Sugerimos que os circuitos integrados sejam montados em soquetes para maior segurança e facilidade de substituição. Os resistores; são todos de 1/8 W com 5% ou mais de dissipação e os capacitores são todos cerâmicos, exceto C4 e C9 que são eletrolíticos para 16 V e C5 que também pode ser de poliéster.
A bobina L1 é formada por 4 espiras de fio 22 comum ou esmaltado em fôrma de 1 cm sem núcleo e o trimmer pode ter capacitâncias máximas de 20 a 50 pF. Tipos de porcelana ou plástico podem ser usados.
A antena consiste numa vareta de metal de 20 a 50 cm de comprimento. Esta antena deve ser colocada junto ao vidro do carro, longe de partes metálicas, observe a figura 6.
Uma possibilidade interessante para antena é fixar um fio encapado junto ao vidro, do lado interno, num canto em que não possa ser facilmente visto.
Para a versão básica, use o transistor BF494 ou BF495.
Se quiser maior alcance, use os transistores 2N2218 ou eventualmente o 8D135 com pequenos radiadores de calor. Deve ser levado em conta que nestas versões o consumo é um pouco maior, da ordem de 100 mA.
Assim, o aparelho não deve ficar ligado por mais de uma noite sem que o carro seja colocado em movimento de modo a repor a energia gasta da bateria.
O conjunto cabe facilmente numa pequena caixa plástica, podendo ser fixada em algum lugar oculto do carro. Um cabo blindado pode ser usado para levar o sinal até a antena.
Na figura 7, temos o diagrama completo da unidade que vai ser ligada ao receptor de rádio, contendo o filtro e o oscilador de áudio.
A disposição dos componentes desta unidade numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 8.
O circuito integrado C1, também neste caso, deve ser instalado em soquete DIL. Para CI2, dado o baixo consuma da unidade, não será preciso usar radiador de calor.
O transformador tem enrolamento primário de acordo com a rede de energia e secundário de 9 + 9 V com pelo menos 250 mA de corrente. Os resistores são de 1/8 W ou mais e os capacitores menores tanto podem ser de poliéster como cerâmicos.
Os capacitores eletrolíticos devem ter tensão de trabalho de 12 V ou mais exceto C8 que é para 16 V ou 25 V.
Sugerimos a utilização de um alto-falante pequeno (5 cm) porém, de bom rendimento, para poder «acordar» o leitor com maior facilidade através do sinal de áudio. Os diodos são do tipo 1N4002 ou equivalentes de maior tensão e o LED é opcional.
Para conexão ao rádio pode ser usado um fio com um plugue ou mesmo ser feita uma conexão direta comutada por uma chavinha que desative o alto-falante quando o alarme estiver em operação.
Para P1, temos um trimpot comum de montagem vertical na placa de circuito impresso e para conexão ao rádio não precisa ser usado fio blindado, mas o comprimento máximo está limitado a 1 metro.
AJUSTE E USO
Para testar o funcionamento do sistema, inicialmente ligue a unidade trarismissora numa fonte de 12 V córn pelo menos 300 mA de corrente.
LISTA DE MATERIAL
9) Transmissor
Semicondutoras:
CI1, CI2 — 555 – circuitos integrados
Q1 — BF494 ou 2N2218 – transistor – ver texto
Resistores: (118 W, 5%)
R1, R3, R4 — 10 kW
R2 — 1 MW
R5 — 12 kW
R6 — 82 kQ
R7 — 100 W
Capacitores:
C1, C2, C3, C10 — 100 nF – cerâmicos
C4 — 470 mF x 12 V – eletrolítico
C5 — 22 nF – cerâmico
C7 — 4,7 nF- cerâmico
C8 — 4,7 pF – cerâmico
C9 — 1.000 mF x 16 V – eletrolitico
CV — trimmer – ver texto
Diversos:
L1 — Bobina – ver texto
F1 — 500 mA – fusível
Placa de circuito impresso, caixa para montagem, suporte de fusível, antena, sensores, suportes para os circuitos integrados, fios, solda, etc.
b) Receptor
Semicondutores:
CI1 — NE567 – circuito integrado PLL
CI2 — 7806 – circuito integrado- regulador de tensão
Q1, Q3 — BC558 – transistores PNP de uso geral
Q2 — BC548 – transistor NPN de uso geral
D1, D2 — 1N4002 – diodos de silício
LED – LED vermelho comum
Resistores: (1/8 W, 5%)
R, — 100 W
R2 — 100 kW
R3, R5, R8 — 1 kW
R4 — 56 kW
R6 — 33 kW
R7 — 56 kW
P1 — 100 kW – trimpot
Capacitores:
C1, C2 — 100 nF- cerâmicos ou poliéster
C3 — 10 mF x 12 V- eletrolifico
C4 — 15 nF- cerâmico ou poliéster
C5 — 22 uF x 12 V – eletrolítico
C6 — 33 nF – cerâmico ou poliéster
C7 — 100 mF x 12 V – eletrolítico
C8 — 1.000 mF x 16 V – eletrolítico
Diversos:
FTE — 8 W x 5 cm – alto-falante
T1 — Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 9 + 9 V com pelo menos 250 mA. Placa de circuito impresso, caixa para montagem, cabo de alimentação, plugue para fone conforme receptor, fios, solda, etc.
Ligue nas proximidades um receptor de FM sintonizado em freqüência livre e sintonize CV do transmissor para que seu sinal seja captado com máxima intensidade. Este sinal, com os pontos A, B e C do transmissor desligados, consiste numa espécie de «sopro» que tampa completamente o chiado característico de fora de estação.
Depois, interligando por um instante qualquer um dos pontos A, B ou C com o 0 V, obtemos o disparo do circuito, havendo a produção de um forte tom no receptor.
Este som deve permanecer por um intervalo de tempo da ordem de alguns minutos, determinado por R2 e C4. Se o tempo for muito curto, aumente o valor do capacitor.
Valores na faixa de 100 uF a 1.000 uF podem ser experimentados, para alterações de valor no tempo de acionamento.
Comprovado o funcionamento do transmissor, podemos passar ao ajuste do sistema receptor.
Inicialmente, sintonizamos o rádio que vai ser usado com o alarme na freqüência do transmissor e conectamos o sistema de acionamento a saída de fone ou a uma saída que corresponda ao alto-falante, caso ele seja desativado por meio de chave, conforme sugerido no texto.
Provocamos então o disparo do tom do transmissor, aterrando por um instante os pontos A, B ou C e depois ajustamos P1 até obter o acendimento do LED com o tom de áudio.
Quando o disparo terminar (temporização encerrada) o LED deve apagar. Com o acendimento do LED deve ocorrer a emissão do tom de alarme pelo circuito oscilador.
Feito o ajuste, instale a unidade transmissora no carro e retoque, o ajuste da freqüência do transmissor se necessário. Para usar o aparelho, o procedimento é o seguinte:
Quando deixar o automóvel, ligue o alarme (considere que ele vai tocar por uns 5 minutos antes de rearmar sozinho).
Vá até o receptor e sintonize o sinal, esperando que ele desligue. Quando isto ocorrer, conecte a unidade de disparo, mantendo-a ligada. Depois, é só ficar tranqüilo, pois se o alarme for disparado, a unidade em sua cabeceira vai emitir o som característico e lhe alertar.
TRANSMISSOR DE BIPS EM FM-VHF
CARACTERíSTICAS:
· Alimentação: 6 V (4 pilhas)
· Faixa de operação: VHFIFM
· Alcance: Aprox. 200 metros
Rádio-sinalizadores são úteis numa ampla gama de aplicações práticas, como por exemplo, a produção de sinais na ocorrência de eventos, alertando uma pessoa distante sem necessidade de fios de ligação entre os locais. Quem deseja monitorar o acontecimento precisa somente de um receptor de rádio.
Outra aplicação é para seguir pessoas, animais ou mesmo objetos que sejam carregados onde o transmissor está escondido. Através do sinal, podemos seguir ou localizar o transmissor e com isso a pessoa ou animal que o transporta.
Uma brincadeira interessante realizada pelos rádio-amadores e que pode ser feita com este transmissor é a «caça a raposa». Nela, o transmissor (a raposa) é escondido ou transportado por alguém. Os participantes, de posse de receptores comuns de FM (radinhos ou walkmans) devem localizar a «raposa» pelo sinal de rádio emitido.
O circuito básico que descrevemos opera com 6 V de 4 pilhas comuns e utiliza um transistor 2N2222 ou equivalente, proporcionando um alcance da ordem de 200 metros em local aberto. No entanto, com a troca do transistor pelo 2N2218 ou BD135 e com uma alimentação de 9 ou 12 V (pilhas ou bateria) o alcance aumenta bastante, podendo superar 1 quilômetro.
COMO FUNCIONA
Para gerar os sinais de alta freqüência até uns 150 MHz aproximadamente, temos um oscilador com um transistor onde a freqüência é determinada pelo circuito ressonante L/CV. A realimentação para manter as oscilações neste circuito é proporcionada pelo capacitor C5.
O capacitor C5 também influi na freqüência mais alta que o oscilador pode alcançar, assim para a faixa de FM adotamos o valor de 5,6 pF, mas para a faixa superior de VHF, devemos diminuí-lo para 2,2 ou mesmo 1,5 pF, enquanto para a faixa inferior de VHF entre 50 e 80 MHz devemos aumentá-lo para 10 pF ou mesmo 22 pF.
Os bips que são transportados pelo sinal de alta freqüência deste oscilador são gerados por um circuito integrado 4093B, passando para a etapa transmíssora através do capacitor C3.
O 4093B consiste num circuito integrado CMOS que contém 4 disparadores NAND em torno dos quais podemos elaborar até 4 osciladores, com freqüências que podem ir desde uma fração de hertz até perto de 4 MHz.
Em nosso projeto, usamos duas portas como osciladores e uma terceira como bufler ou isolador / misturador, ficando a última disponível livre.
A primeira porta (pinos 1 a 3) forma um oscilador de baixa freqüência que determinará o cadenciamento dos bips. O circuito está dimensionado para gerar um sinal de 0,5 Hz, mas esta freqüência pode ser facilmente alterada pela simples troca de R1 ou C1. O resistor R1 no entanto, deve ficar na faixa de 10 kW a 4,7 MW.
O tom do bip é determinado pelo segundo oscilador (pinos 4 a 6) e tem sua freqüência determinada pelo capacitor C2 e por R2. O resistor também pode ser alterado na mesma faixa de R1.
O segundo oscilador tem sua operação controlada pelo primeiro, através do seu pino 5.
O sinal modulado (que consiste em bips intervalados) é aplicado ao terceiro disparador (pinos 8 a 10) que atua como um amplificador digital, já que obtemos trens de pulsos retangulares.
Deste amplificador ou buffer o sinal é aplicado ao oscilador de alta freqüência, aparecendo como modulação em freqüência na portadora.
O circuito pode ser alimentado por 4 pilhas e seu consumo vai depender da potência do transmissor; para urna aplicação mais demorada, recomendamos o usolde pilhas médias ou grandes.
MONTAGEM
Na figura 1, temos o diagrama completo do emissor de bips.
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 2.
Para o circuito integrado, será interessante utilizar um soquete DIL de 14 pinos, tanto por questão de segurança como para facilitar a troca em caso de necessidade.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
CI1 — 4093B – circuito integrado
Q1 — 2N2222 ou 2N2218 – transistor de RF- ver texto
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 — 2,2 MW
R2 — 47 kW
R3 — 10 kW
R4 — 5,6 kW
R5 — 68 W
Capacitores:
C1 — 1 uF – poliéster (ou mesmo eletrolítico)
C2 — 22 nF – cerâmico ou poliéster
C3 — 10 nF – cerâmico
C4 — 4,7 nF – cerâmico
C5 — 5,6 pF – cerâmico
C6 — 47 mF x 12 V – eletrolítico
CV – trimmer – ver texto
Diversos:
B1 — 6 V – 4 pilhas pequenas – ver texto
S1 — Interruptor simples
L — Bobina – ver texto
Placa de circuito impresso, suporte de pilhas, caixa para montagem, fios, fios esmaltados, solda, antena, etc.
A bobina L é formada por 2 a 6 espiras de fio 22 comum ou esmaltado com diâmetro de 1 cm sem núcleo.
Para a faixa inferior de VHF entre 50 e 80 MHz, a bobina terá 5 ou 6 espiras. Para a faixa de FM, terá 4 espiras e para a faixa entre 110 e 150 MHz, serão usadas 2 ou 3 espiras.
O trimmer pode ser plástico ou de porcelana com capacitância máxima de 20 a 50 pF Como antena, dependendo da disponibilidade de espaço, tanto pode ser usado um pedaço de fio rígido de 15 a 50 cm, como uma antena telescópica de maíor comprimento.
Fios muito longos (além de 80 cm) não são recomendados, principalmente se o transmissor estiver sujeito a movimentos, pois podem causar instabilidades se usados como antena.
Os resistores são de 1/8 W ou maiores, os capacitores C1 e C2 podem ser cerâmicos ou de poliéster. Já os demais capacitores, com excessão de C6, devem ser cerâmicos. C6 é um eletrolítico com uma tensão de trabalho um pouco maior do que a usada na alimentação.
Se a alimentação for feita com tensão de 6 V (4 pilhas), o transistor usado pode ser o 2N2222 ou mesmo o BF494, mas se a alimentação for feita com 9 V ou 12 V devemos usar o BD135 ou o 2N2218, em ambos os casos, estes componentes precisarão de um pequeno radiador de calor. Para o BD135 e o 2N2218, podemos aumentar ainda mais o alcance, com a redução de R5 para 47 W.
Observamos que o consumo do transmissor com uma alimentação de 12 V é da ordem de 20 mA a 50 mA, mas com 12 V, sobe para 100 a 200 mA, logo, se forem usadas pilhas nesta segunda versão, sua autonomia não será muito grande. Neste caso, sugerimos o uso de bateria ou mesmo pilhas, mas do tipo alcalino ou recarregável.
O circuito também funcionará com alimentação de 3 V, mas sua utilização se limitará a ambientes pequenos nestas condições seu alcance será da ordem de 50 metros.
PROVA E USO
Ligue nas proximidades do transmissor um receptor que sintonize a faixa escolhida para a operação. Se for um FM, procure uma freqüência livre desta faixa.
Ligue o transmissor e ajuste cuidadosamente CV até captar os bips mais fortes. Observamos que os bips podem ser captados em mais de uma freqüência, mas se afastando com o receptor, o leitor pode facilmente identificar qual é o sinal mais forte.
Comprovado o funcionamento é só utilizar o aparelho, respeitando as restrições legais principalmente em relação à antena.
TRANSMISSOR DE FM DO AGENTE SECRETO
CARACTERíSTICAS:
· Tensão de alimentação: 3 ou 6 V (2 ou 4 pilhas pequenas)
· Alcance: 50 a 200 metros
· Freqüências de operação: 88 a 108 MHz (FM)
Não só de recursos complicados vive o detetive ou agente secreto moderno, às vezes aparelhos simples e até considerados brinquedos podem ajudar na realização de trabalhos importantes.
O transmissor que descrevemos neste artigo é um exemplo disso: mesmo não tendo um alcance excepcional, pois não passa dos 200 metros, permite ao agente se posícionar em local seguro ou entrar em comunicação com um parceiro.
É claro que também existe a finalidade recreativa e as crianças vão adorar ter um transmissor que permita falar para um rádio FM colocado em local distante e assim «bancar» o agente secreto.
A principal vantagem de nosso projeto, entretanto, está na sua simplicidade, sua montagem é compacta o suficiente para ocultá-lo em muitos objetos de uso comum. Uma sugestão é a sua instalação dentro de um livro oco colocado propositalmente numa mesa ou noutro local onde as pessoas que desejamos ouvir estejam conversando, conforme sugere a figura 1.
Os sinais deste transmissor não exigem o emprego de receptores especiais, pois qualquer rádio FM, walkman ou mesmo rádio de carro que tenha esta faixa pode sintonizá-los facilmente.
COMO FUNCIONA
Os sinais captados pelo microfone de eletreto, sua voz ou conversas de pessoas próximas, são levados à base do transistor Q1 via C1 onde são amplificados. O resistor R2 em conjunto com R3 determina esta amplificação.
Desejando um ganho menor, pois o som tende a ser distorcido pelo ganho excessivo, podemos reduzir a valor de R2 e/ou R3.
Depois de amplificado, o sinal é retirado do coletor deste transistor e levado à base de Q2, onde modula em freqüência o sinal gerado por esta etapa. Esta etapa é justamente um oscilador de alta freqüência que opera na faixa de FM. Sua freqüência é determinada por L1 e pelo ajuste de CV.
Os sinais obtidos, já modulados em freqüência, são levados a uma antena ligada no coletor do transistor Q2.
O alcance do transmissor vai depender muito desta antena, da alimentação do circuito e do local onde vai ocorrer sua operação. Em campo aberto, com uma alimentação de 6 V (4 pilhas) e uma antena de uns 40 cm de comprimento, podemos chegar aos 200 metros.
Com uma antena menor, ou em local com muitas estruturas de ferro (lajes) o alcance ficará sensivelmente reduzido. Uma parede comum sem estrutura metálica não é obstáculo para este transmissor.
MONTAGEM
Na figura 2, temos o diagrama completo deste transmissor. São apresentadas duas opções para a montagem que depende dos recursos e dos conhecimentos dos leitores.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
Q1 – BC558 ou equivalente – transistor PNP de uso geral
Q2- BF494 ou equivalente – transistor de RF – ver texto
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 — 4,7 kW
R2 — 220 kW
R3 — 22 kW
R4 — 10 kW
R5 — 6,8 kW
R6 — 47 W
Capacitores:
C1 — 10 mF/12 V – eletrolítico
C2 — 4,7 mF/12 V – eletrolítico
C3 — 10 nF – cerâmico
C4 — 4,7 pF – cerâmico
C5 — 100 nF – cerâmico
CV — trimmer de 3-30 a 5-50 pF
Diversos:
MIC — microfone de eletreto de dois terminais
L1 — Bobina – ver texto
S1 — Interruptor simples
B1 — 3 a 6 V – 2 a 4 pilhas pequenas
A — antena – ver texto Placa de circuito impresso ou ponte de terminais, caixa para montagem ou livro oco, suporte para 2 ou 4 pilhas pequenas, fios, solda, etc.
A primeira faz uso de uma pequena placa de circuito impresso, cujo desenho é mostrado na figura 3 e cabe numa caíxinha suficientemente pequena para ser levada no bolso ou disfarçada num objeto como um livro oco.
Uma possibilidade mais acessível para iniciantes que ainda não sabem fazer placas de circuito ,impresso é a que faz uso de uma ponte de terminais. As pontes de terminais podem ser adquiridas em barras e cortadas no tamanho desejado, o que facilita bastante a montagem, pois basta soldar os componentes e fios.
As ligações entre os componentes, assim como seus terminais, devem ser as mais curtas possíveis e não podem encostar uns nos outros.
A bobina L1 é formada por 4 voltas de fio rígido comum 22 ou esmaltado de espessura entre 20 e 24 com 1 cm de diâmetro sem núcleo.
Os capacitores são todos cerâmicos exceto C1 e C2 que são eletrolíficos, com uma tensão de trabalho um pouco maior que a usada na alimentação. Os resistores são todos de 1/8 W ou maiores.
PROVA E USO
Para provar o transmissor, ligue nas proximidades ( 2 a 3 metros) um receptor de FM sintonizado em freqüência livre, com volume não muito aberto.
Ligue o transmissor e com uma chavínha não metálica vá ajustando CV até captar o sinal mais forte. Se houver um forte apito no rádio, reduza seu volume ou afaste-se com o transmissor.
Para usar o aparelho, evite balanços da antena, mantendo-a em posição vertical e não fale muito perto do microfone para não haver distorção. Se mesmo falando longe, o som sair distorcido, reduza o valor do resistor de 220 kW na base de K1. Se o sinal sumir logo que você se afastar, tente nova sintonia, pois não se trata do sinal fundamental.
MICROTRANSMISSOR DE FM
CARACTERÍSTICAS:
· Freqüência de operação: 88 a 108 MHz
· Alcance: 50 metros
· Alimentação: 3 a 6 V
· Número de transistores: 1
Transmissores de FM pequenos que sejam alimentados por pilhas e alcancem distâncias de algumas dezenas de metros podem ser usados em brincadeiras e em algumas aplicações mais sérias. O transmissor descrito a seguir se caracteriza pela sua simplicidade e pode ser montado numa ponte de terminais sendo ideal para iniciantes.
Descrevemos um transmissor cujos sinais podem ser captados em qualquer rádio de FM ou walkman: você fala diante de um microfone e sua voz sai nestes rádios a uma distância de até 50 metros.
Você pode brincar de agente secreto, usá-lo como microfone volante em festas, brincadeiras e até ouvir conversas, escondendo-o perto das pessoas que estejam numa outra sala.
O projeto é muito simples e por isso pode ser montado com poucos componentes. Como se trata de versão ideal para iniciantes, optamos pelo uso de uma ponte de terminais em lugar da placa de circuito impresso.
Evidentemente, esta ponte deve ser fixada no interior de uma caixinha plástica para a operação estável e segura do pequeno transmissor. O transistor admite diversos equivalentes como o BF254, BF495, BF184, etc. A alimentação é feita por duas ou quatro pilhas pequenas.
A bobina consta de 4 voltas de fio comum ou esmaltado grosso enroladas num lápis, que serve de fôrma e depois será retirado.
O trimmer pode ser de qualquer tipo com base de porcelana ou mesmo plástico e capacitância máxima entre 20 e 50 pF. Observe que seus terminais são soldados diretamente nos furinhos da ponte de terminais.
Observe também que todas as ligações de componentes devem ser bem curtas, assim os terminais de muitos componentes precisarão ser cortados mais curtos de modo a termos maior estabilidade de funcionamento. Também devemos ter cuidado para que os terminais descascados não encostem uns nos outros.
Componentes como as pilhas e o microfone de eletreto, além do transistor têm posições certas para a montagem. Se forem invertidos, o transmissor não funciona.
Também é muito importante que todos os capacitores usados sejam do tipo cerâmico. Veja que C3 tem por valor 4,7 pF ou 5,6 pF. Estes componentes podem vir com a marcação 4p7 ou 4J7 onde uma letra substitui a vírgula. Cuidado com este componente, pois se for usado um de valor errado, o circuito não vai funcionar.
A antena consiste num simples pedaço de fio de 12 a 25 cm de comprimento ou mesmo do tipo telescópico. Não deve ser usada uma antena maior, porque ocorrem instabilidades de funcionamento no circuito ficando difícil sua sintonia, ou seja, ele começa a ter seu sinal «fugindo» do receptor.
TESTE E OPERAÇÃO
Para testar o transmissor, ligue nas proximidades um rádio de FM numa freqüência livre, ou seja, num ponto em que não existam estações funcionando.
Com uma chavinha plástica ou de madeira ajuste CV com cuidado até captar o sinal mais forte do transmissor. Neste momento pode ocorrer um apito que é a microfonia. Reduzindo o volume do receptor este apito pára. Fale no microfone e veja como ocorre a reprodução. Se, ao se afastar com o transmissor, o sinal sumir logo, tente nova sintonia, pois o sinal captado pode não ser o fundamental, mas sim um espúrio de intensidade menor. Para usar o aparelho, evite movimentá-lo ou aproximá-lo demais da antena; mantenha-o fixo em posição onde a antena fique vertical e não fale muito perto do microfone para evitar distorções.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
Q1 — BF494—transistorde RF
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 — 1,5 kW
R2 — 8,2 kW
R3 — 5,6 kW
R4 — 47 W
Capacitores:
C1, C4 — 100 nF – cerâmicos
C2 — 2,2 nF ou 4,7 nF- cerâmico
C3 — 4,7 pF ou 5,6 pF – cerâmico
CV — 2-20 pF a 5-50 pF – trimmer – ver texto
Diversos:
MIC — microfone de eletreto de dois terminais
S1 — Interruptor simples
L1 — Bobina – ver texto
B1 — 3 ou 6 V – 2 ou 4 pilhas pequenas. Ponte de terminais, suporte de pilhas, fios, antena, caixa plástica para montagem, fios, solda, etc.
Transmissor simples de FM
O transmissor apresentado aqui é bem simples de ser montado mas sua qualidade é muito boa, seu alcance fica em torno de 50 m. Já fiz essa montagem e posso dizer que fiquei surpreso com o resultado, a recepção é ótima para um circuito tão pequeno.
Como pode ser observado o transmissor tem poucos componentes e nenhuma parte crítica de ser montada ou ajustada, o desenho da placa e a colocação dos componentes é mostrado na figura, a placa de circuito impresso tem 3,5 X 4 cm. O microfone é de eletreto, a antena um fio rígido que pode variar entre 5 a 15 cm.
Montagem:
Confeccionado o circuito impresso só é necessário soldar os componentes como mostra a figura, o microfone de eletretoé polarizado, reconhece seu pólo negativo pelo terminal que tem uma pequena junção com a carcaça do componente,o positivo do capacitor C1 é soldado no mesmo ponto do terminal positivo do microfone, a alimentação do transmissor é de 3 V feita por duas pilhas pequenas, o capacitor variável é um pequeno trimer de porcelana, deve se ter o cuidado da armadura externa ficar conectado ao lado da parte que é conectado em S1, este componente já é obsoleto e difícil de ser encontrado, pode ser encontrado em sucatas em alguns lugares, nada impede de ser usado um capacitor variável de plástico, só é necessário fazer os devidos furos pra sua conecção na placa.
A bobina L1 é feito dando 4 voltas num lapís com fio rígido comum ou esmaltado grosso(18 a 22) e soldando um fio na segunda espira.
Ajuste:
Coloque o rádio Fm numa frequência livre com o volume pela metade, com uma ferramenta não magnética ajuste o Capacitor variável até captar o sinal, as vezes se tem um apito causado pela microfonia, afaste-se falando no microfone e retocando a sintonia, perceba que pode se ter mais de um sinal, deve-se procurar o mais forte. Se ouver dificuldade no ajuste retire a bobina e a enrole novamente com uma espira a mais ou a menos, pode ser experimentado afastar ou aproximar mais as espiras antes de retira-la.
Lista de componentes:
Q1 – BF494 ou BF495 – transistor de RF
MIC – Microfone de eletreto de dois terminais;
R1 – 1k x 1/8 W – resistor(marrom, preto, vermelho)
R2 – 4,7k x 1/8 W – resistor(amarelo, violeta, vermelho)
R3 – 3,9k x 1/8 W – resistor(laranja, branco, vermelho)
R4 – 47 ohms x 1/8 W – resistor(amarelo, violeta, preto)
C1 – 1 uF x 6v ou mais – capacitor eletrolítico
C2 – 2,2n(222) – capacitor cerâmico
C3 – 3,9 pF ou 4,7pF – capacitor cerâmico ( disco ou plate)
C4 – 100nF ( 104) – Capacitor cerâmico
